Bahnschwelle
Bei der Bahnschwelle handelt es sich um den Teil des Gleiskörpers, der die Schienen trägt und das Gewicht des darauf rollenden Zuges auf den Gleis-Unterbau überträgt und verteilt.
Es ist weiterhin die Aufgabe der Schwelle, die darauf befestigte Schiene in ihrer Lage zu fixieren und somit die Einhaltung der Spurweite sicherzustellen. Ende 2003 hatte das Schienennetz der Deutschen Bahn AG eine Länge von rund 35.600 km, darin verbaut sind rund 54 Millionen Bahnschwellen.
Man unterscheidet zwischen Längsschwellen (historisch belegt) und Querschwellen (heute absolut dominant).
Anforderungen
Eisenbahnschwellen müssen folgenden Anforderungen gerecht werden:
* Ausreichende Maßhaltigkeit
* Widerstandsfähigkeit gegenüber Witterung
* Gutes Lastverteilungsvermögen
* Geringe Instandhaltungskosten
Material
Im Laufe der Entwicklung von Eisenbahnschwellen sind verschiedene Materialien verwendet worden oder werden auch heute noch verwendet. Zu diesen Materialien zählen:
* Stahlschwellen (Querschwelle)
* Stahlschwellen (Bauform Y)
* Weichholzschwellen (Kiefer und Lärche)
* Hartholzschwellen (Buche und Eiche)
* Spannbetonschwellen
Stahlschwellen
thumb|Stahlschwellenthumb|Y-Stahlschwellen_und_herkömmliche_Stahlschwellen
Vor dem Aufkommen der Spannbetonschwellen verwendete man beim Bau von Gleiskörpern häufig auch Stahlschwellen. Sie sind langlebiger als Holzschwellen und müssen nicht mit Steinkohlenteeröl impregniert werden. Heute werden Stahlschwellen nur noch sehr selten eingebaut, was nicht auch zuletzt mit den stark gestiegenen Stahlpreisen zusammenhängt.
Eine besondere Form der Eisenbahnschwelle ist die Y-Stahlschwelle, bei der paarweise geschwungen geformte Stahlprofile zusammengefügt werden und so eine Y-förmige Schwelle ergeben.
Im Gleis wird die Y-Stahlschwelle mit jeweils einem Befestigungspunkt an der einen und zwei Befestigungspunkten an der gegenüberliegenden Schiene und in der Abfolge jeweils wechselweise um 180° gedreht im Schotterbett platziert.
Vorteile der Y-Stahlschwelle sind die geringe Bauhöhe, die hohe Gleislagestabilität auch bei engen Kurvenradien, das schmale Schotterbett (nur 2,60 m an der Schotterbettoberkannte, inkl. Vorkopfschotter) und die weitgehende Unempfindlichkeit gegen Entgleisungsfolgen während des Rangierbetriebs. Die Y-Stahlschwelle weist einen hohen Querverschiebewiderstand auf und ist elastischer als Betonschwellen. Nachteilig sind die Kosten je einzelner Schwelle, welche durch hohe Stahlpreise weiter steigen können. Dies wird jedoch weitestgehend dadurch kompensiert, dass man lediglich halb so viele Y-Stahlschwelle je Gleiskilometer benötigt, wie bei anderen Schwellensystemen (803 Y-Stahlschwellen statt 1667 Querschwellen).
Mittlerweile eignen sich diese Schwellen für alle Umbautechnologien und erlauben die gleichen Geschwindigkeiten bei der maschinellen Durcharbeitung wie in Querschwellengleisen. Bei ihrer üblichen Verwendung werden Streckenhöchstgeschwindigkeiten von bis zu 120 km/h zugelassen. Es sind aber auch schon wesentlich schneller befahrene Strecken mit Y-Schwellen in Betrieb gegangen.
Vielfach wird auf Strecken, die mit Y-Schwellen ausgerüstet sind, eine verstärkte Neigung zur Riffelbildung beobachtet, die zu erhöhten Schallemissionen führt. Sie werden daher nicht verwendet, wenn schalltechnische Anforderungen zur Vermeidung von Lärm zu erfüllen sind.
Holzschwellen
Die Holzschwellen orientieren sich an den Querschnittsmaßen 0,26 x 0,16 m und haben eine Länge von 2,60 m.
Holzschwellen wurden mit Carbolineum (Steinkohlenteeröl) getränkt, um sie gegen schädliche Umwelteinflüsse (Pilzbefall) haltbarer zu machen. Sie bestehen aus Hartholz (Buche und Eiche) und werden sowohl auf freier Strecke als auch im Weichenbereich eingebaut.
Generell spricht man Hartholzschienen eine Lebensdauer von bis zu 35 Jahren zu.
Weichholzschwellen (Kiefer und Lärche) werden für Trambahngleise verwendet.
In tropischen Ländern dagegen hat man sich aufgrund der Verfügbarkeit für das widerstandsfähige Teakholz sowie andere harte und resistente Hölzer für Holzschwellen entschieden.
Spannbetonschwellen
thumb|Spannbetonschwellen_Typ_B70
Spannbetonschwellen vom Typ B 70 orientieren sich an den Querschnittsmaßen 0,30 x 0,21 m und haben eine Länge von 2,60 m und ca. 300 kg pro Stück (Maschinen für den Einbau erforderlich). Der Schwellenabstand beträgt 60 cm.
Seit den 1970er Jahren werden bei Neubaustrecken und Oberbauaufarbeitung zunehmend Spannbetonschwellen statt Holz- und Stahlschwellen verwendet. Grund dafür sind eine bessere Lagestabilität durch größeres Gewicht und eine lange Nutzungsdauer von ungefähr 40 Jahren. Beim Regeloberbau der Deutschen_Bahn werden Spannbetonschwellen des Typs B70 verwendet.
Gleisbefestigung
Das Gleis wurde anfangs mit Nägeln auf den Holzschwellen fixiert. Später wurden diese durch Schrauben und dann durch Federelemente ersetzt. Diese nehmen die Schwingungen der Schiene bei Belastung und ihre Dehnung bei Temperaturschwankung auf, ohne abzubrechen.
Alternativen zur Bahnschwelle
Mitte der 1990er Jahre wurden verschiedene neuartige Oberbausysteme entwickelt. Die Feste Fahrbahn kommt ohne Schotteroberbau und klassische Bahnschwellen aus. Je nach Ausführung werden die Schwellen dabei zu kleinen Betonsockeln reduziert, auf denen die Schienen montiert werden, bzw. die Schienen werden direkt auf der Betonfahrbahn montiert. Insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsstrecken ist die feste Fahrbahn wegen der stabileren Gleislage und den geringeren Unterhaltungskosten vorgesehen. Es kommt jedoch zu einer erheblich geringeren Schallabsorption gegenüber einem Schotteroberbau. Um die Reflexion des Schalls an der glatten Fahrbahnoberfläche zu mindern werden vielfach auf der Fahrbahn angebrachte Dämmelemente eingesetzt.
Verwendung von Bahnschwellen im Landschaftsbau
In den 1980er Jahren wurden ausgemusterte Holz-Bahnschwellen im Garten- und Landschaftsbau als Baumaterial verwendet.
Sie dienten als Stützmauer, freistehende Sichtschutzwand, Sitzgelegenheiten usw.
Aufgrund ihrer Belastung mit Schwermetallen, Pflanzenschutzmitteln und Altöl wurde eine weitere Verwendung behördlicherseits verboten.
*siehe auch: Teerölverordnung.
Literatur
*August Haarmann: Das Eisenbahn-Geleise. Geschichtlicher Teil, Leipzig, Engelmann 1891 - XL, 852 S. m. zahlr. Abb. Das Standardwerk zum Thema.
*Herbert Lachmayer, Peter Plica (Hrsg.): Über die Schwelle, Wien, Böhlau 2003, ISBN 3-205-77090-0 ? 333 S. m. zahlr. Abb. Ein prächtig ausgestatteter Band zur Technik- und Kulturgeschichte der Bahnschwelle.
Weblinks
* http://www.gleisbau-welt.de/site/gleisbau/gleisbau.htm
* http://www.oberbauhandbuch.de
* http://de.p-tec.org - Bahnschwellentechnologie
